宝钢工程钢管桩在地基土中25年的腐蚀

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桩编号 H! H& H$ H, H+
试样的腐蚀速度和腐蚀特征
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腐蚀速度 ・ ) ’’ *1! ( % ($+ ! ( ( ( % ((& " ( % (,( , 腐蚀特征 J K K J J
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号高炉区的杂散电流进行了较全面的测定， 并根 据测定结果判定其对钢管桩腐蚀的影响。 （&） 测定杂散电流采用多种方式对比， 以消除 测量误差。采用电位梯度法， 包括直角三点法、 圆 周法和电位线法， 以及接地电位法测定， 除几个特 殊部位外， 杂散电流强度一般都比较小。交流杂 散电流均可忽略不计， 直流杂散电流在大面积范 围内 也 均 较 小 （电 流 梯 度 在 1 + ’ 处 均 小 于 。由此而引起的腐蚀， 小于自然腐蚀速 + ’7 ) ’） 度， 可不予考虑。 但在上料胶带机、 高炉和热风炉之间， 以及热 风炉东北角等处的小范围内， 确有较大的杂散电 流， 其电位梯度最大近 !(( ’7 ) ’， 由此引起的腐
上部、 中部和下部分别测定 . 个点的厚度， 取其平 均值与原设计标称厚度进行比较， 其结果见表 #。 表%
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试桩 编号 / 2 # ) . % 1 0 /! // /2 /# /) /. /% /1 //0 桩号 规格 ’ &&
钢管桩实测结果
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原设计标 称厚度 ’ && 0". 0". 0". 0". 0". 0". 0". 0". 0". 0". 0". 0". /2 " 1 /2 " 1 /2 " 1 /2 " 1 /2 " 1 /% /2 " 1 实测厚度 平均点蚀 最大点蚀 ’ && -"% 0"! 0"! -"0 0"! -"1 0"! -"0 -"0 -"-"0 -"// " 0 /2 " / /2 " # /2 " / /2 " / /. " . // " 0 深度 ’ && 深度 ’ && 均匀腐蚀 ! " )# ! " )1 ! " -) 均匀腐蚀 均匀腐蚀 均匀腐蚀 均匀腐蚀 均匀腐蚀 — ! " -% 均匀腐蚀 ! " )2 ! " %! " -! 均匀腐蚀 ! " 1/ ! " .2 ! " ). — ! " %! ! " )/ " !2 — — — — — / " )2 ! " 0! — ! " .) ! " -! ! " -% — ! " -% ! " .2 ! " )1
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桩编号 H! H& H$ H, H+ 取样地点 一号高炉 焦化厂 初轧厂 一号高炉 一号高炉 设计厚度 ) ’’ !( % ( !! % ( !& % . !( % ( !( % (
将钢管桩壁厚扣除 & ’’ 进行计算。 " 桩腐蚀历次分析检测结果
" % # #$%& 年的检测分析 （!） 在打入地下 . 年左右已投产 !-". 年 " 月， 使用的桩基下， 抽取 + 根桩切取试样进行了检测。 切取试样的地点分别在一号高炉、 初轧厂和焦化 厂， 在靠近基础承台下的位置和承台下 & ’ 的位 置处取样。 （&） 钢管桩管壁的厚度采用 //0 1 $( 型 和 //0 1 !& 型超声波测厚仪测定。 杂散电流的测定， 采用两个经校正过的饱和 测定钢管桩电极相对于 /2 ) /234, 电极埋入土中， 该电极的电位差。 （$） 对试样检测的结果如表 ! 所示。检测结 果表明， 在一号高炉取样区因地下有较大杂散电 流作用， 腐蚀电位差为 -5 6 +$( ’7， 桩身出现点 蚀现象； 而在焦化厂和初轧厂取样的桩， 腐蚀电位 差仅为 " 6 !( ’7， 则腐蚀量极小。 （,） 表 & 为推算的腐蚀速度和显现的腐蚀特 征。由于桩在打入前并未测定其初始壁厚， 故推 算的结果有不定性， 只能作为参考。
万方数据 研究生院 现从事工程设计管理专业
工学硕士
#$(- 年生
#$-$ 年毕业于同济大学 电话 !//(*$*$
& 定腐蚀层厚度参考的有关技术资料：
宝
钢
技
术
&((, 年第 + 期
wk.baidu.com
山钢铁总厂设计内容简要介绍》 中， 介绍了当时确 （!） 美国麻省波士顿建筑法规曾规定， 钢桩腐 ! 。 蚀的预留厚度为 （ # $ % & ’’） " （&） 墨西哥书籍中提出， 在海洋中钢桩的腐蚀 。 速度为 ( % ((!# ) （ * ( % (&+ ’’ ) *） （$） 日本港口构筑物设计标准曾规定钢桩的 腐蚀速度 （管内无腐蚀） 如下： 在海中， 最高水位以 上为 ( % $ ’’ ) *， 最高水位与海底间为 ( % & ’’ ) *， 海底底层中为 ( % (+ ’’ ) *； 在土中， 残留水位以上 为 ( % (+ ’’ ) *， 以下为 ( % ($ ’’ ) *。 （,） 日本公道桥下部结构设计指南桩基础设 计篇规定， 当不受海水、 工厂排水等影响， 不进行 腐蚀调查也不进行防腐处理时， 对经常在水中和 土地 中 的 部 分 （包 括 地 下 水 中 部 分） 考虑减厚 & ’’。 （+） 日本建筑学会的建筑基础结构设计规范 认为， 取腐蚀速度为 ( % & ’’ ) * 是安全的。 ! % ! 一期工程新日铁负责确定的钢管桩腐蚀量 宝钢一期工程由新日铁负责总体设计， 新日 铁设计确定的钢管桩腐蚀， 按内壁无腐蚀、 外壁每 年腐蚀 ( % (& ’’ 计算， 设计中 !(( 年腐蚀 & ’’， 表#
" % ! #$$’ 年的检测分析 （!） 针对 !-". 年一号高炉区检测桩腐蚀时测
万方数据 桩身产生点腐蚀的问题， 得腐蚀电位差较大， 对一
张桐庆
宝钢工程钢管桩在地基土中 2. 年的腐蚀
#
蚀约为 ! " !# $ ! " !% && ’ (。 （#） 消除杂散电流腐蚀有多种方法， 根据现场 实际情况和调查结果， 认为最有效而又经济的办 法是牺牲阳极控制排流法。该法是在杂散电流引 起腐蚀的部位， 连接接地牺牲阳极， 强制排流， 并 利用牺牲阳极的阴极保护效应， 使钢桩极化到自 然电位或再稍低一点， 从而消除杂散电流腐蚀。 （)） 为确定已施工工程的钢管桩是否与上部 钢结构形成电连接， 用 *+ , - 型摇表测接地电阻 法、 临时外加电流法和接地电位剖面图法等三种 方法在多处测量的结果证明， 钢管桩与上部钢结 构基本是电连接的。 （.） 采用弱极化法、 强极化法、 断电后电位衰 变法和恒电位下电流衰减法试验已施工钢管桩的 均匀腐蚀， 综合几种方法的测量结果， 钢管桩的均 匀腐蚀速度为 ! " !!. $ ! " !!- && ’ (。 （%） 测试单位认为， 杂散电流对大部分钢管桩 的影响可以忽略， 但对少数钢管桩所产生的腐蚀 却很明显， 故对杂散电流的调查和治理是必要的。 同时， 新设计的钢桩用扁钢电焊连接， 以减少杂散 电流的影响范围和便于对杂散电流影响的治理。 ! !"$ 在土中 "# 年钢管桩实际腐蚀检测结果分析 检测内容及方法
桩打入至 检测时间 ) * 5 % ", . % ". . % !. . % !( . % !.
注： — —表层为红棕色腐蚀产物， 很疏松； 底层为黑褐色， 较致 J— 密； 基本上为均匀腐蚀类型， 但伴有局部腐蚀； — —表层为红棕 K— 色腐蚀产物， 很疏松； 底层为黑褐色， 很致密； 为均匀腐蚀类型。
试样腐蚀深度的检测结果
实测平均厚度 ) ’’ - % .5 !! % (+ !& % .( - % -" - % .! 平均点蚀深度 ) ’’ ( % $$ — — ( % .! ( % $. 最大点蚀深度 ) ’’ ( % ," — — ! % !+ ( % +. 腐蚀电位差 ) ’7 -5 !( " +$( --
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宝
钢
技
术
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张桐庆 高工
宝钢工程钢管桩在地基土中 !" 年的腐蚀
张桐庆 （宝钢股份公司 设计管理处， 上海 !"#$""）
摘要： 宝钢一期工程使用的钢管桩打入地下已 !% 年， 桩身腐蚀关系其使用寿命及宝钢的 安全。文章通过设计使用及实测分析认为防腐蚀设计是安全的， 并为管壁腐蚀厚度取值提供 了实践依据。 关键词： 钢管桩； 腐蚀； 管壁腐蚀厚度设计 中图分类号： &’()*+# 文献标识码： （!""(） , 文章编号： #""- . ")#/ "% . """# . "(